本發(fā)明屬于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警領(lǐng)域，具體涉及一種山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)及監(jiān)測方法。

背景技術(shù)：

山洪災(zāi)害是指山丘地區(qū)由降雨引起的洪水、泥石流和滑坡災(zāi)害。近年來，我國突發(fā)性、局部性極端強(qiáng)降雨引發(fā)的山洪災(zāi)害導(dǎo)致大量人員傷亡，占洪澇災(zāi)害死亡總?cè)藬?shù)的比例趨上升趨勢，群死群傷事件時(shí)有發(fā)生。山洪災(zāi)害嚴(yán)重制約山區(qū)和丘陵地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民群眾脫貧致富、構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)和建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，是當(dāng)前我國防洪減災(zāi)工作中亟待解決的突出問題。

安全監(jiān)控系統(tǒng)中，最基本最重要的功能便是實(shí)時(shí)監(jiān)測監(jiān)測點(diǎn)的模擬量數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)變化情況，在達(dá)到預(yù)先設(shè)定的報(bào)警值進(jìn)行報(bào)警，在達(dá)到或超過預(yù)先設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，向安全監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)，從而安全監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)聲，并在安全監(jiān)控系統(tǒng)終端彈出報(bào)警窗口以進(jìn)行報(bào)警。目前國內(nèi)山洪預(yù)警預(yù)測系統(tǒng)主要是針對山洪系統(tǒng)相關(guān)的水、雨情數(shù)據(jù)，根據(jù)獲取到的水、雨情數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)預(yù)警。山洪預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)的建立將為提前預(yù)見山洪災(zāi)害的發(fā)生，有效減少或避免山洪災(zāi)害導(dǎo)致的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，提供重要支撐，水利山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)是數(shù)字城市核心應(yīng)用系統(tǒng)之一，水利山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)能夠進(jìn)入城市空間信息應(yīng)用領(lǐng)域，使城市規(guī)劃的宏觀信息、基礎(chǔ)地理信息與水利行業(yè)的市場信息、產(chǎn)權(quán)信息、交易信息、金融信息等建立起直接聯(lián)系。

現(xiàn)有監(jiān)測預(yù)警技術(shù)手段，在應(yīng)對災(zāi)害發(fā)生時(shí)，起到了一定的預(yù)警作用。但也存在以下問題：缺少綜合監(jiān)測手段，現(xiàn)有技術(shù)中，應(yīng)對洪水災(zāi)害的技術(shù)方案和應(yīng)對泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的技術(shù)方案大多是相互獨(dú)立的，但在現(xiàn)實(shí)中，山洪災(zāi)害發(fā)生時(shí)往往伴隨泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，單一的技術(shù)監(jiān)測手段并不能滿足于災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警的實(shí)際需要，這就要求對山洪地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測要采用綜合監(jiān)測的技術(shù)手段才能達(dá)到很好的預(yù)警效果；建設(shè)成本高，現(xiàn)有的災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)多采用復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行可靠性降低，同時(shí)由于其方案各種傳感器眾多，也無形中加大了系統(tǒng)的建設(shè)成本，總體上實(shí)用性不夠，在受地質(zhì)災(zāi)害威脅的偏遠(yuǎn)山區(qū)無法大規(guī)模普及應(yīng)用；缺少現(xiàn)場自動(dòng)報(bào)警機(jī)制，現(xiàn)有的災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的預(yù)警機(jī)制多是由平臺(tái)從上至下的遠(yuǎn)程預(yù)警模式，特別當(dāng)危險(xiǎn)災(zāi)害情況突發(fā)時(shí)，這種對災(zāi)情分析處理的預(yù)警過程往往是滯后的，所以山洪地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)建立現(xiàn)場自動(dòng)報(bào)警機(jī)制十分必要。

總體來說，現(xiàn)有的山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)預(yù)測功能較弱，相關(guān)信息獲取不足，有必要予以改進(jìn)。立足我國各地山洪災(zāi)害防治區(qū)域特殊的氣候、地形、地質(zhì)、人口分布，將山洪災(zāi)害防治與地質(zhì)災(zāi)害防治相結(jié)合、工程措施與非工程措施相結(jié)合、與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展相協(xié)調(diào)，以自然災(zāi)害預(yù)防為基礎(chǔ)，實(shí)施山洪災(zāi)害預(yù)警是全面提升當(dāng)?shù)貙?yīng)突發(fā)山洪災(zāi)害能力和水平、保障山區(qū)和丘陵地區(qū)防洪安全和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重中之重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)存在不足，提供一種能夠全面提升當(dāng)?shù)貙?yīng)突發(fā)山洪災(zāi)害能力和水平、保障山區(qū)和丘陵地區(qū)防洪安全的山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)及監(jiān)測方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

一種山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，包括山洪災(zāi)害調(diào)查評價(jià)數(shù)據(jù)系統(tǒng)和監(jiān)測預(yù)警集成系統(tǒng)，所述監(jiān)測預(yù)警集成系統(tǒng)包括縣級(jí)監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)、群測群防預(yù)警系統(tǒng)。

所述山洪災(zāi)害調(diào)查評價(jià)數(shù)據(jù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)調(diào)查模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)評價(jià)模塊，所述數(shù)據(jù)調(diào)查模塊由水文氣象資料信息庫和聚居區(qū)信息庫組成，所述水文氣象資料信息庫是山洪災(zāi)害防治區(qū)為基礎(chǔ)，區(qū)內(nèi)小流域?yàn)閱卧?，收集的水文氣象資料信息數(shù)據(jù)庫，所述聚居區(qū)信息庫是山洪災(zāi)害防治區(qū)為基礎(chǔ)，區(qū)內(nèi)各自然村落、城鎮(zhèn)和企事業(yè)單位的基本情況和位置分布資料信息數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)分析模塊是基于數(shù)據(jù)調(diào)查模塊而開展小流域暴雨洪水設(shè)計(jì)分析的單元；所述數(shù)據(jù)評價(jià)模塊是基于數(shù)據(jù)分析模塊而對防區(qū)內(nèi)沿河區(qū)域現(xiàn)狀防洪能力的評價(jià)單元，通過沿河村落、集鎮(zhèn)、城鎮(zhèn)的預(yù)警指標(biāo)和閾值及危險(xiǎn)區(qū)圖的形式表現(xiàn)。

所述縣級(jí)監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)包括監(jiān)測系統(tǒng)、預(yù)警系統(tǒng)；所述監(jiān)測系統(tǒng)包括信息采集模塊、信息通信模塊、信息接收處理模塊，所述信息采集模塊包括自動(dòng)雨量站、自動(dòng)水位站、視頻監(jiān)測站、圖像監(jiān)測站、移動(dòng)巡查設(shè)備、防雷設(shè)備，所述信息通信模塊包括常用傳輸模塊和備用傳輸模塊，常用傳輸模塊以GPRS或4G方式傳輸數(shù)據(jù)信息，備用傳輸模塊是采用北斗衛(wèi)星系統(tǒng)建立衛(wèi)星通訊信道來傳輸數(shù)據(jù)信息；所述預(yù)警系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)接收管理模塊、通信管理模塊、視頻會(huì)商模塊、決策模塊，所述決策模塊包括人員管理單元、預(yù)案管理單元、預(yù)警信息發(fā)布單元，所述預(yù)警信息發(fā)布單元包括以語音電話、手機(jī)通話、手機(jī)短信、傳真、有線電視、調(diào)頻廣播形式向下發(fā)布預(yù)警信息。

所述群測群防預(yù)警系統(tǒng)包括簡易監(jiān)測模塊、村鎮(zhèn)管理模塊、預(yù)警信息上傳模塊；所述簡易監(jiān)測模塊包括簡易雨量站、簡易水位站，所述村鎮(zhèn)管理模塊包括村鎮(zhèn)責(zé)任體系單元、村鎮(zhèn)預(yù)案體系單元、宣傳培訓(xùn)單元、預(yù)警演練單元，所述預(yù)警信息上傳模塊是將簡易監(jiān)測模塊收集的信息上傳至縣級(jí)監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)中預(yù)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接收管理模塊。

利用所述山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的檢測方法，包括：

⑴防御基礎(chǔ)機(jī)制：通過山洪災(zāi)害調(diào)查評價(jià)數(shù)據(jù)系統(tǒng)對防區(qū)內(nèi)水文氣象資料信息和聚居區(qū)信息分別進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，經(jīng)綜合數(shù)據(jù)模擬分析后對沿河區(qū)域現(xiàn)狀及防洪能力進(jìn)行評價(jià)，制定沿河村落、集鎮(zhèn)、城鎮(zhèn)各自的預(yù)警指標(biāo)和閾值，并繪制危險(xiǎn)區(qū)圖；

⑵向下預(yù)警機(jī)制：利用縣級(jí)監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)中的監(jiān)測系統(tǒng)，對整個(gè)防區(qū)內(nèi)實(shí)時(shí)汛情進(jìn)行雨量、水位、連續(xù)動(dòng)態(tài)視頻、圖片圖像方面的實(shí)時(shí)監(jiān)測，將監(jiān)測系統(tǒng)的信息以數(shù)據(jù)形式傳輸至預(yù)警系統(tǒng)，在預(yù)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接收管理模塊中通過調(diào)取山洪災(zāi)害調(diào)查評價(jià)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的評價(jià)結(jié)果與監(jiān)測系統(tǒng)的信息進(jìn)行比對，判定是否需要預(yù)警，對于需要預(yù)警的汛情通過預(yù)警系統(tǒng)的通信管理模塊、視頻會(huì)商模塊、決策模塊進(jìn)行向下發(fā)布式預(yù)警應(yīng)對處理；

⑶反饋預(yù)警機(jī)制：沿河村落、集鎮(zhèn)利用群測群防預(yù)警系統(tǒng)，對各自區(qū)域內(nèi)實(shí)時(shí)汛情進(jìn)行雨量、水位簡易監(jiān)測，按汛情信息自主判定是否需要預(yù)警，對于需要預(yù)警的汛情進(jìn)行預(yù)警應(yīng)對處理，并向縣級(jí)監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)及時(shí)反饋汛情信息及預(yù)警應(yīng)對信息。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果：基于山洪災(zāi)害調(diào)查評價(jià)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，采用雙向式監(jiān)測預(yù)警集成系統(tǒng)，通過運(yùn)用先進(jìn)的信息采集及傳輸技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控區(qū)的主要江河及重點(diǎn)區(qū)域的降水量、水位等信息的自動(dòng)、連續(xù)、實(shí)時(shí)在線監(jiān)測；并在監(jiān)測信息采集及預(yù)報(bào)分析決策的基礎(chǔ)上，根據(jù)預(yù)警信息危急程度及山洪可能危害的范圍，通過短息、傳真、無線預(yù)警廣播等預(yù)警方式及相應(yīng)的預(yù)警流程，將預(yù)警信息層層傳遞，及時(shí)準(zhǔn)確的傳遞到山洪可能危及的區(qū)域，使接收預(yù)警區(qū)域的人員根據(jù)山洪災(zāi)害防御預(yù)案，及時(shí)采取防御措施，最大限度地減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失；該系統(tǒng)的應(yīng)用，為人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全、避免山洪災(zāi)害對生態(tài)環(huán)境的破壞、促進(jìn)莊浪縣社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境協(xié)調(diào)持續(xù)發(fā)展提供有力保障；為改善農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)發(fā)展后勁，增加農(nóng)民收入，為全面建設(shè)小康社會(huì)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步對本發(fā)明的技術(shù)方案作詳細(xì)的闡述，但不都成對本發(fā)明的范圍性限制。

實(shí)施例

由于甘肅省莊浪縣特殊的地形、地貌和復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，局地高強(qiáng)度暴雨洪災(zāi)以及人類活動(dòng)對自然破壞日趨嚴(yán)重，加之工程防洪標(biāo)準(zhǔn)低等原因，導(dǎo)致不同程度的山洪地質(zhì)災(zāi)害年年都有發(fā)生，2013年至2015年采用和完善了本發(fā)明的山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，共建成自動(dòng)雨量監(jiān)測站51個(gè)，簡易雨量監(jiān)測站61個(gè)，自動(dòng)水位站3個(gè)，視頻站3個(gè)、圖像站4個(gè)、預(yù)警廣播站137個(gè)、衛(wèi)星通訊備用信道站4座，縣、鄉(xiāng)村預(yù)警平臺(tái)19個(gè)，配發(fā)手搖報(bào)警器157臺(tái)，銅鑼236個(gè)，移動(dòng)巡查設(shè)備5套，制安宣傳欄152個(gè)，警示牌183個(gè)，印發(fā)宣傳手冊3.03萬冊，明白卡2.8萬張，山洪災(zāi)害掛歷8000張，編制和完善縣鄉(xiāng)村山洪災(zāi)害防御預(yù)案156個(gè)，開展縣鄉(xiāng)村三級(jí)演練11場、管理人員培訓(xùn)5場1400多人次，完成山洪災(zāi)害防治區(qū)調(diào)查評價(jià)1221.3km²?；旧闲纬闪烁采w全縣的山洪災(zāi)害防御監(jiān)測預(yù)警體系，有效解決了縣內(nèi)山洪災(zāi)害防御存在的突出問題。

山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，包括山洪災(zāi)害調(diào)查評價(jià)數(shù)據(jù)系統(tǒng)和監(jiān)測預(yù)警集成系統(tǒng)，所述監(jiān)測預(yù)警集成系統(tǒng)包括縣級(jí)監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)、群測群防預(yù)警系統(tǒng)。

所述山洪災(zāi)害調(diào)查評價(jià)數(shù)據(jù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)調(diào)查模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)評價(jià)模塊，所述數(shù)據(jù)調(diào)查模塊由水文氣象資料信息庫和聚居區(qū)信息庫組成，所述水文氣象資料信息庫是山洪災(zāi)害防治區(qū)為基礎(chǔ)，區(qū)內(nèi)小流域?yàn)閱卧?，收集的水文氣象資料信息數(shù)據(jù)庫，所述聚居區(qū)信息庫是山洪災(zāi)害防治區(qū)為基礎(chǔ)，區(qū)內(nèi)各自然村落、城鎮(zhèn)和企事業(yè)單位的基本情況和位置分布資料信息數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)分析模塊是基于數(shù)據(jù)調(diào)查模塊而開展小流域暴雨洪水設(shè)計(jì)分析的單元；所述數(shù)據(jù)評價(jià)模塊是基于數(shù)據(jù)分析模塊而對防區(qū)內(nèi)沿河區(qū)域現(xiàn)狀防洪能力的評價(jià)單元，通過沿河村落、集鎮(zhèn)、城鎮(zhèn)的預(yù)警指標(biāo)和閾值及危險(xiǎn)區(qū)圖的形式表現(xiàn)。

所述縣級(jí)監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)包括監(jiān)測系統(tǒng)、預(yù)警系統(tǒng)；所述監(jiān)測系統(tǒng)包括信息采集模塊、信息通信模塊、信息接收處理模塊，所述信息采集模塊包括自動(dòng)雨量站、自動(dòng)水位站、視頻監(jiān)測站、圖像監(jiān)測站、移動(dòng)巡查設(shè)備、防雷設(shè)備，所述信息通信模塊包括常用傳輸模塊和備用傳輸模塊，常用傳輸模塊以GPRS或4G方式傳輸數(shù)據(jù)信息，備用傳輸模塊是采用北斗衛(wèi)星系統(tǒng)建立衛(wèi)星通訊信道來傳輸數(shù)據(jù)信息；所述預(yù)警系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)接收管理模塊、通信管理模塊、視頻會(huì)商模塊、決策模塊，所述決策模塊包括人員管理單元、預(yù)案管理單元、預(yù)警信息發(fā)布單元，所述預(yù)警信息發(fā)布單元包括以語音電話、手機(jī)通話、手機(jī)短信、傳真、有線電視、調(diào)頻廣播形式向下發(fā)布預(yù)警信息。

所述群測群防預(yù)警系統(tǒng)包括簡易監(jiān)測模塊、村鎮(zhèn)管理模塊、預(yù)警信息上傳模塊；所述簡易監(jiān)測模塊包括簡易雨量站、簡易水位站，所述村鎮(zhèn)管理模塊包括村鎮(zhèn)責(zé)任體系單元、村鎮(zhèn)預(yù)案體系單元、宣傳培訓(xùn)單元、預(yù)警演練單元，所述預(yù)警信息上傳模塊是將簡易監(jiān)測模塊收集的信息上傳至縣級(jí)監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)中預(yù)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接收管理模塊。

利用所述山洪災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的檢測方法，包括：

⑴防御基礎(chǔ)機(jī)制：通過山洪災(zāi)害調(diào)查評價(jià)數(shù)據(jù)系統(tǒng)對防區(qū)內(nèi)水文氣象資料信息和聚居區(qū)信息分別進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，經(jīng)綜合數(shù)據(jù)模擬分析后對沿河區(qū)域現(xiàn)狀及防洪能力進(jìn)行評價(jià)，制定沿河村落、集鎮(zhèn)、城鎮(zhèn)各自的預(yù)警指標(biāo)和閾值，并繪制危險(xiǎn)區(qū)圖；

⑵向下預(yù)警機(jī)制：利用縣級(jí)監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)中的監(jiān)測系統(tǒng)，對整個(gè)防區(qū)內(nèi)實(shí)時(shí)汛情進(jìn)行雨量、水位、連續(xù)動(dòng)態(tài)視頻、圖片圖像方面的實(shí)時(shí)監(jiān)測，將監(jiān)測系統(tǒng)的信息以數(shù)據(jù)形式傳輸至預(yù)警系統(tǒng)，在預(yù)警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接收管理模塊中通過調(diào)取山洪災(zāi)害調(diào)查評價(jià)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的評價(jià)結(jié)果與監(jiān)測系統(tǒng)的信息進(jìn)行比對，判定是否需要預(yù)警，對于需要預(yù)警的汛情通過預(yù)警系統(tǒng)的通信管理模塊、視頻會(huì)商模塊、決策模塊進(jìn)行向下發(fā)布式預(yù)警應(yīng)對處理；

⑶反饋預(yù)警機(jī)制：沿河村落、集鎮(zhèn)利用群測群防預(yù)警系統(tǒng)，對各自區(qū)域內(nèi)實(shí)時(shí)汛情進(jìn)行雨量、水位簡易監(jiān)測，按汛情信息自主判定是否需要預(yù)警，對于需要預(yù)警的汛情進(jìn)行預(yù)警應(yīng)對處理，并向縣級(jí)監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)及時(shí)反饋汛情信息及預(yù)警應(yīng)對信息。